Fyzik zkroutil základní myonové částice na přesně kontrolovaný paprsek
Fyzik zkroutil základní myonové částice na přesně kontrolovaný paprsek
Vědci - těžší, nestabilní, nestabilní příbuzní elektronů - zrychlili přísně kontrolovaný paprsek, který přináší vizi Myona Collidera o krok blíže k realitě.Tým v Japonském výzkumném komplexu Accelerator Research Complex (J-PARC) v Tokai zaměřil laser na proud myonů, aby se rychle pohybovaly do pohybu. Vědci pak použili elektrické pole k urychlení těchto „ochlazených“ myonů na přibližně 4 % rychlosti světla. Výsledky, které dosud nebyly odborníci prozkoumány, byly zveřejněny 15. října na serveru předtisku ARXIV 1 .
Tento výkon je „velkým krokem vpřed“ v přístupu, který je nezbytný k neutrina . Také se pohybují různými směry různými rychlostmi, což ztěžuje jejich zkrocení do úzkého, vysoce intenzivního proudu. Přestože vědci již dříve urychlili myony, paprsky jsou „velmi odlišné“, říká spoluautor studie, Shusei Kamioka, fyzik částic ve výzkumné organizaci s vysokou energií v Tsukubě v Japonsku. Výsledkem je, že paprsky jsou příliš nepředvídatelné na to, aby byly použity pro citlivá měření.
Aby překonal tuto překážku, Kamioka a jeho kolegové zastřelili paprsek pozitivně nabitých myonů, protějšku myonů, nazývaného antimykotiky, v a-aerogel-a houbovitém materiálu, který se často používá jako tepelná izolace. Když se pozitivní muony srazily s elektrony ve aerogulu, vytvořily se neutrální atomy „muonia“. Vědci vystřelili na tyto atomy laser, aby oddělili své elektrony, což je zpět do pozitivních myonů, které byly téměř zamrzlé. Tento proces chlazení zajistil, že rychlosti a směry částic se staly rovnoměrnějšími.
Potom vědci použili elektrické pole k urychlení těchto zpomalených myonů na energii 100 kiloelektronových napětí, které dosáhlo rychlosti asi 4 % rychlosti světla.
Ačkoli výsledky jsou slibné, stále existuje dlouhá cesta, že se Myon srazí, aby se stal skutečností, říká Holmes. Tento přístup by musel být upraven, aby se generovalo ještě blíže a intenzivnější paprsky.
Kamioka vysvětlil, že on a jeho kolegové vyvíjejí technologii, která je nezbytná k urychlení Myonu na 94 % rychlosti světla, a doufá, že toho dosáhne do roku 2028. „Toto je náš další milník,“ říká.
Kromě konstrukce budoucího srážky by fyziky mohli používat myonové paprsky s vysokou energií v experimentech, které jdou nad rámec standardního modelu fyziky částic, jako je přesná měření záhadného magnetismu myonů - což je silnější než teoreticky předpovídané, podle Kamioky.
-
aritome, S. et al. Preprint pod https://doi.org/10.48550/arxiv.2410.11367 (2024).